[发明专利]磁悬浮飞轮储能装置

权利要求书

1.一种磁悬浮飞轮储能装置，包括能量储存与转化部分、磁悬浮支撑部分和辅助部分；其特征在于：所述能量储存与转化部分包括飞轮、电动机/发电机的转子和定子部分；所述磁悬浮支撑部分包括径向磁轴承、轴向磁轴承、轴向传感器、径向传感器、保护轴承；所述辅助部分包括壳体，安装轴；其中保护轴承、径向磁轴承、电动机/发电机、轴向磁轴承、飞轮、轴向磁轴承、径向磁轴承与保护轴承在安装轴的轴向上从上到下依次排布，其中飞轮、电动机/发电机的转子部分、径向磁轴承的转子部分都固定在安装轴上，电动机/发电机的转子部分与径向磁轴承的转子部分通过内套筒定位，并通过紧固螺母固定在安装轴上，电动机/发电机的定子部分、径向磁轴承的定子部分、轴向磁轴承、轴向传感器、径向传感器、保护轴承都固定在壳体上；所述径向磁轴承为径向混合锥形磁轴承，各轴向磁轴承的吸力盘分别设置在飞轮的两侧轮面上，飞轮兼作为轴向磁轴承的吸力盘，径向混合圆锥磁轴承和轴向磁轴承均为非机械接触的磁悬浮轴承；所述能量储存与转化部分、磁悬浮支撑部分以及辅助部分的安装轴密封在辅助部分的壳体内部，壳体内部保持真空状态。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述飞轮为高强度复合材料飞轮，是由金属环和碳纤维复合材料粘结制成的。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述保护轴承的内圈与安装轴对应的轴段之间形成0.1～0.3mm的径向保护间隙和0.1～0.3mm的轴向保护间隙。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述径向混合锥形磁轴承为永磁偏置的混合圆锥磁轴承，轴向磁轴承为纯电磁的磁悬浮轴承。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述永磁偏置的混合圆锥磁轴承，包括定子铁心、第一空气隙、第二孔气隙、转子铁心、永磁体、隔磁环与激磁线圈，其中定子铁心、激磁线圈、永磁体、隔磁环为静止部件，其余部件为转动部件。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述轴向磁轴承的吸力盘是由电工纯铁制成的，吸力盘的形状为环形，与飞轮的轮面固定在一起。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述电动机/发电机为永磁无刷直流电动机/发电机，或为开关磁阻电动机/发电机；电动机/发电机定子和转子之间的间隙大于径向磁轴承的定子和转子之间的气隙。